Implementasi Metode HazOp (Hazard and Operability Study) Dalam Proses Identifikasi Bahaya Dan Analisa Resiko Pada Feedwater System Di Unit Pembangkitan Paiton, PT. PJB Anda Iviana Juniani ; Lukman Handoko ; Cahya Ardie Firmansyah Teknik Keselamatan dan Kesehatan Kerja Politeknik Perkapalan Negeri Surabaya Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS) Surabaya Email :
[email protected] ;
[email protected]
Abstrak Process Safety Management tidak pernah terlepas dari proses identifikasi bahaya dan pengendalian resiko. Bahaya (Hazard) adalah suatu sumber yang berpotensi menimbulkan cedera/kerugian pada manusia, proses, properti dan lingkungan. Resiko (Risk) merupakan pemaparan tentang kemungkinan dari suatu hal seperti kerugian atau keuntungan secara finansial, kerusakan fisik, kecelakaan atau keterlambatan, sebagai konsekuensi dari suatu aktivitas. Dalam hal ini resiko diukur dalam terminologi consequences (konsekuensi) dan likelihood (kemungkinan/probabilitas). The Hazard and Operability Study, yang dikenal sebagai HazOp merupakan suatu teknik identifikasi dan analisis bahaya yang digunakan untuk meninjau suatu proses atau operasi pada sebuah sistem secara sistematis. Selain itu HazOp mampu digunakan untuk menentukan apakah penyimpangan dalam suatu proses dapat mendorong kearah kejadian atau kecelakaan yang tidak diinginkan. Karakteristik HazOp yang utama adalah sistematik, menggunakan struktur atau susunan yang tinggi dengan mengandalkan pada guide words dan gagasan tim untuk melanjutkan serta memastikan safeguards sesuai atau tidak dengan tempat dan objek yang sedang diuji. Feedwater System dari UP. Paiton-PT.PJB digunakan peneliti sebagai obyek implementasi HazOp dalam sebuah studi kasus. Feedwater system merupakan sistem yang sangat penting dan sensitif bagi kelangsungan hidup suatu power plant. Peran feedwater system adalah sangat penting dalam menyuplai secara terus – menerus preheated-feedwater kualitas tinggi untuk optimalisasi kinerja boiler pada berbagai kondisi beban (Sargent & Lundy – INTEG). Feedwater System merupakan salah satu system yang kompleks yang mendukung beroperasinya suatu power plant. Adanya bahaya dan resiko yang sulit diprediksi kapan akan terjadi pada sistem tersebut dan bagaimana konsekuensinya, akan menjadi salah satu penyebab proses produksi akan terganggu atau terhenti. Makalah ini akan menjelaskan proses identifikasi bahaya dengan menggunakan metode HazOp (Hazard and Operability Study) melalui sebuah studi kasus. Kata kunci : Hazard, risk, HazOp, Guide Words, likelihood, consequence
Abstract Process safety management always influence process of hazard identification and risk controlling. Hazard is a potential resources to harm people, process, property, and environment. And risk is an explanation of the probability of financial, physical damage, accident, and process delay of lost and benefit in an activities consequences. In this term, risk is measured in consequences and likelihood. The Hazard and Operability Study known as HazOp is a systematic hazard identification and analysis in a process or system operation. HazOp has the capability to determine whether the deviation of process leading to unwanted situation or as it said an accident to occur. HazOP’s main characteristics are not only systematic, structured with guide words, parameter, and deviation but also depends on team idea in identifing hazard and to ensure safeguards works as it expected. Feedwater system of UP. Paiton - PT. PJB used in this research as HazOP implementation object as a case study. Feedwater system is a very critical, and important system at the power plant. Feedwater system has a very crucial roles to continuously supply high quality preheated-feedwater to the boiler optimalization. This paper will describe hazard identification process using HazOp (Hazard and Operability Study) as a case study. Key words : Hazard, risk, HazOp, guide words, likelihood, consequence 1.
PENDAHULUAN Unit Pembangkitan Paiton, PT. PJB merupakan industri kelistrikan yang mengoperasikan pembangkit PLTU dengan menggunakan batubara dan solar sebagai sumber energinya. Melihat
kompleks dan terintegrasinya sistem pembangkit secara keseluruhan, usaha untuk mempertahankan kualitas energi yang sampai pada konsumen tidaklah mudah. Suatu power plant membutuhkan feedwater system yang baik agar boiler dapat bekerja dengan
optimal. Feedwater system merupakan sistem yang sangat penting dan sensitif bagi kelangsungan hidup suatu power plant. Feedwater system pada power plant adalah sangat penting untuk menyuplai secara secara terus–menerus preheated feedwater kualitas tinggi untuk mencukupi kebutuhan boiler pada berbagai kondisi beban (Sargent & Lundy – INTEG). Feedwater System merupakan salah satu sistem yang kompleks yang mendukung beroperasinya suatu power plant. Adanya kemungkinan kegagalan yang sulit diprediksi kapan akan terjadi dan berapa kerugiannya, akan menjadi salah satu penyebab proses produksi akan terganggu atau terhenti. Kegagalan yang terjadi selama pengoperasian akan berdampak pada ketidaknyamanan dari operator dan pada lingkungan dimana peralatan sistem dapat dioperasikan. Kerusakan pada salah satu komponen akan menyebabkan kerusakan yang lebih besar pada seluruh power plant. Akibatnya dapat menimbulkan kerusakan power plant dan membahayakan kehidupan manusia di sekitar power plant. Keamanan dan keselamatan pengoperasian power plant akan dapat terpenuhi jika sistem yang ada di power plant dapat berfungsi sesuai dengan spesifikasi yang telah ditentukan. Hal ini melatar belakangi kebutuhan dilakukannya suatu penelitian untuk mengetahui setiap potensi bahaya dan bahaya pada sistem tersebut, sehingga diharapkan mampu memberikan rekomendasi pemeliharaan yang tepat agar komponen-komponen dalam suatu sistem dapat berfungsi dengan baik. The Hazard and Operability Study, yang dikenal sebagai HazOp merupakan suatu teknik identifikasi dan analisis bahaya yang digunakan untuk meninjau suatu proses atau operasi pada sebuah sistem secara sistematis. Selain itu HazOp mampu digunakan untuk menentukan apakah penyimpangan dalam suatu proses dapat mendorong kearah kejadian atau kecelakaan yang tidak diinginkan. Karakteristik HazOp yang utama adalah sistematik, menggunakan struktur atau susunan yang tinggi dengan mengandalkan pada guide words dan gagasan tim untuk melanjutkan serta memastikan safeguards sesuai atau tidak dengan tempat dan objek yang sedang diuji. 2. TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Latar Belakang HAZOP Pembelajaran HazOp untuk mengidentifikasi masalah resiko dan pengoperasian. Konsepnya meliputi investigasi dari desain tujuan. Dalam proses mengidentifikasi masalah selama pembelajaran HazOp, pemecahannya terekam sebagai bagian dari hasil HazOp dan bagaimanapun juga, harus ada kepedulian untuk menghindari percobaan demi menemukan kenyataan , karena tujuan utama dari HazOp adalah untuk mengidentifikasi masalah. Walaupun pelaksana HazOp berpengalaman tetapi latihan yang didasarkan pada pembelajaran ketika
desain baru atau teknologi tercakup didalamnya adalah sangat penting, ini digunakan dalam tahap dari kelangsungan pabrik. HazOp didasarkan pada prinsip dimana beberapa ahli dengan perbedaan identifikasi dalam banyak masalah harus bekerja sama tetapi mereka bekerja terpisah dan hasilnya dikombinasikan untuk mendapatkan kepuiusan. The “Guide Word” HazOp adalah parameter yang paling memahami masalah HazOp, dengan kombinasi dari beberapa spesifikasi yang telah dikembangkan. Kekhususan ini akan didiskusikan sebagai modifikasi dari guide words, tidak untuk ditempatkan sebagai hal yang tidak berguna daripada pendekatan Guide Word. Tentu saja dalam banyak situasi yang bervariasi lebih efektif dari pada pendekatan Guide Word. 2.2. Definisi dan Tujuan HAZOP The Hazard and Operability Study , dikenal sebagai HazOp adalah standar teknik analisis bahaya yang digunakan dalam persiapan penetapan keamanan dalam sistem baru atau modifikasi untuk suatu keberadaan potensi bahaya atau masalah operabilitasnya. Studi HazOp adalah pengujian yang teliti oleh group spesialis , dalam bagian sebuah sistem mengenai apakah yang akan terjadi jika komponen tersebut dioperasikan melebihi dari normal model desain komponen yang telah ada. Tujuan penggunaan HAZOP adalah untuk meninjau suatu proses atau operasi pada suatu sistem secara sistematis, untuk menentukan apakah proses penyimpangan dapat mendorong kearah kejadian atau kecelakaan yang tidak diinginkan. 2.3. Karakteristik HAZOP Sebagai suatu teknik yang digunakan untuk mempelajari kemungkinan penyimpangan dari operasi normal, HazOp memiliki karakteristik sebagai berikut: • Sistematik, menggunakan struktur atau susunan yang tinggi dengan mengandalkan pada guide words dan gagasan tim untuk melanjutkan dan memastikan safe guards sesuai atau tidak dengan tempat dan objek yang sedang diuji. • Pengkhususan bentuk oleh berbagai macam disiplin ilmu yang dimiliki oleh anggota tim. • Dapat digunakan untuk berbagai macam sistem atau prosedur. • Penggunaanya lebih sebagai sistem pada teknik penafsiran bahaya. • Perkiraan awal, sehingga mampu menghasilkan kualitas yang baik meskipun kuantitas adalah juga mempegaruhi. HazOp dapat digunakan secara bersamaan dalam proses identifikasi safety hazard dan juga pada sistem operasi secara continyu, khususnya pada fluida dan juga digunakan secara bersamaan untuk review prosedur serta rangkaian operasi
2.4. Konsep HAZOP Istilah – istilah terminologi (key words) yang dipakai untuk mempermudah pelaksanaan HazOP antara lain sebagai berikut: • Deviation (Penyimpangan). Adalah kata kunci kombinasi yang sedang diterapkan. (merupakan gabungan dari guide words dan parameters). • Cause (Penyebab). Adalah penyebab yang kemungkinan besar akan mengakibatkan terjadinya penyimpangan. • Consequence (Akibat/konsekuensi). Dalam menentukan consequence tidak boleh melakukan batasan kerena hal tersebut bisa merugikan pelaksanaan penelitian . • Safeguards (Usaha Perlindungan). Adanya perlengkapan pencegahan yang mencegah penyebab atau usaha perlindungan terhadap konsekuensi kerugian akan didokumentasikan pada kolom ini. Safeguards juga memberikan informasi pada operator tentang pemyimpangan yang terjadi dan juga untuk memperkecil akibat. • Action (Tindakan yang Dilakukan). Apabila suatu penyebab dipercaya akan mengakibatkan konsekuensi negatif, harus diputuskan tindakantindakan apa yang harus dilakukan. Tindakan dibagi menjadi dua kelompok, yaitu tindakan yang mengurangi atau menghilangkan penyebab dan tindakan yang menghilangkan akibat (konsekuensi). Sedangkan apa yang terlebih dahulu diputuskan, hal ini tidak selalu memungkinkan, terutama ketika berhadapan dengan kerusakan peralatan. Namun, pertamatama selalu diusahakan untuk menyingkirkan penyebabnya, dan hanya dibagian mana perlu mengurangi konsekuensi.. • Node (Titik Studi). Merupakan pemisahan suatu unit proses menjadi beberapa bagian agar studi dapat dilakukan lebih terorganisir. Titik studi bertujuan untuk membantu dalam menguraikan dan mempelajari suatu bagian proses. • Severity. Merupakan tingkat keparahan yang diperkirakan dapat terjadi. • Likelihood. Adalah kemungkinan terjadinya konsekwensi dengan sistem pengaman yang ada. • Risk atau resiko merupakan kombinasi kemungkinan likelihood dan severity. 2.5. Resiko The Standards Australia/New Zealand (AS/NZS 4360:2004) memaparkan bahwa resiko adalah suatu kemungkinan dari suatu kejadian yang tidak diinginkan yang akan mempengaruhi suatu aktivitas atau obyek. Resiko tersebut akan diukur dalam terminologi consequences (konsekuensi) dan likelihood (kemungkinan/probabilitas). Dijelaskan juga bahwa resiko adalah pemaparan tentang kemungkinan dari suatu hal seperti kerugian atau keuntungan secara finansial, kerusakan fisik,
kecelakaan atau keterlambatan, sebagai konsekuensi dari suatu aktivitas. Resiko merupakan kombinasi dari Likelihood dan Consequence. Likelihood merupakan kemungkinan dalam suatu periode waktu dari suatu resiko tersebut akan muncul. Biasanya digunakan data historis untuk menentukan untuk mengestimasi kemungkinan tersebut. Perhitungan kemungkinan atau peluang yang sering digunakan adalah frekuensi. Consequence adalah suatu akibat dari suatu kejadian yang biasanya diekspresikan sebagai kerugian dari suatu kejadian atau suatu resiko. Sehingga Consequence biasanya diekspresikan dengan biaya kerugian yang dialami dalam suatu periode waktu dari suatu kejadian atau suatu resiko. Oleh karena itu perhitungan resiko dilakukan dengan mengkalikan nilai Likelihood dengan Consequence. 2.6. Keandalan Reliability atau keandalan didefinisikan sebagai probabilitas suatu item (sistem) memiliki performasi sesuai dengan fungsi yang diharapkan dalam interval waktu dan operasi tertentu. Berdasarkan definisi di atas dapat ditarik pokok pikiran bahwa variabel penting yang dikaitkan dengan keandalan adalah waktu. Dalam hal ini waktu yang berkaitan dengan laju kerusakan (failure rate). Karena waktu kerusakan merupakan kejadian yang bersifat random maka fenomena kerusakan dapat digambarkan dalam bentuk probabilitas kerusakan yang mengikuti distribusi tertentu. 2.7. Mean Time To Failure Expected value dari densitas kegagalan (Failure Density Function), sering ditunjukkan sebagai waktu rata-rata kegagalan (MTTF). Dalam situasi praktis, MTTF cukup digunakan menilai kualitas dari kegunaan suatu komponen. Serta dapat didefinisikan sebagai suatu harapan masa pakai suatu peralatan. Nilai harapan tersebut dirumuskan sebagai berikut : ∞
MTTF =
∫ t ⋅ f (t )dt 0
∞
∞
∞
0
0
= - t dR dt = −tR(t ) Ι ∞ + R(t )dt = 0 ∫ ∫ 0
dt
∫ R(t )dt
3. PENGOLAHAN DATA & ANALISA 3.1. Feedwater System Feedwater System merupakan salah satu sistem penunjang dari Steam Power Plant (PLTU). Dimana fungsi sistem ini yaitu untuk menyuplai secara secara terus – menerus preheated feedwater kualitas tinggi untuk mencukupi kebutuhan boiler pada berbagai kondisi beban (Sargent & Lundy – INTEG). Diagram pipa Feedwater System dapat dilihat pada gambar 3.1. Proses kerja Feedwater System tersebut yaitu untuk menyuplai secara secara terus – menerus preheated feedwater kualitas tinggi dari storage tank
menuju boiler economizer. Feedwater System terdiri 3.2. Pengolahan Data tiga Pompa (variable speed, 50% horisontal, Penelitian ini diawali dengan mengidentifikasi multistage, centrifugal), High Pressure (HP) Heater potensi bahaya & resiko pada setiap komponen di tipe tertutup, sistem perpipaan dan katup–katup Feedwater system menggunakan metode HazOp. melengkapi dari desain sistem perpipaan Feedwater Dimulai dengan penentuan node/titik studi, System. pemilihan guide word dan deviation untuk Boiler Feed mendapatkan data-data Pump(BFP) System mode kegagalan yang terdiri dari BFP System terjadi pada sistem 2A, 2B, 2C yang terkait. Hasil identifikasi masing–masing bahaya dengan mempunyai saluran menggunakan HazOp utama pompa BFP yaitu terlampir. terdiri dari Suction Selanjutnya dalam Valve, Suction Strainer, menentukan nilai Pompanya sendiri, consequences digunakan Discharge Valve, metode kualitatif, Discharge Control sedangkan nilai Valve. Saluran utama likelihood peneliti juga dilengkapi dengan menggunakan data time STORAGE TANK sistem keseimbangan to failure yang yaitu Minimum Flow dikumpulkan System dan Balancing mempunyai interval Gambar 3.1 Diagram Sistem Perpipaan Feedwater System PLTU Unit II 400 System yang tujuannya waktu selama 4 tahun MW T/G paiton menyeimbangkan yaitu antara tahun 1997 Boiler Feed Pump System yang terpasang secara sampai tahun 2001. Data tersebut dikumpulkan dari parallel standby. Selain berfungsi sebagai sistem Work Order pada bagian Performance and keseimbangan Minimum Flow System menjamin Maintenance Control , Operation & Maintenance bahwa pompa mempunyai aliran yang cukup PLTU Unit I & II Paiton. Data tersebut diolah untuk meskipun dalam beban rendah, mencegah panas yang mencari distribusi yang tepat untuk setiap komponen berlebihan pada bagian yang berputar. Aliran ini Feedwater System. Penentuan distribusi tersebut mengalir secara langsung ke storage tank. Selain merupakan tahap menentukan kecenderungan sistem tersebut diatas juga dilengkapi dengan saluran distribusi system dengan adanya fungsi waktu yang pre-warming yang tujuanya menyamakan temperatur berubah-ubah. Kriteria Likelihood yang digunakan fluida antara line discharge dan line suction. Fungsi peneliti adalah frekuensi kerusakan komponen pada dari BFP Sistem adalah mengalirkan feedwater dari suatu periode waktu tertentu. Nilai likelihood storage tank ke HP-Heater System. BFP sistem ini diperoleh dari ratio antara jumlah hari operasional terpasang secara paralel yaitu dua buah pompa per tahun terhadap nilai MTTF (mean time to running masing –masing 50% (Capacity) dan satu failure). Paiton power plant tidak pernah berhenti standby. Apabila dua buah pompa ini gagal operasi produksi maka diasumsikan perusahaan menjalankan maka akan terjadi unit derating. produksi selama setahun 365 hari atau sama dengan Feedwater System juga dilengkapi dengan 8760 jam per tahun, sehingga peluang frekuensi Feedwater Control Valve System yaitu fungsinya kegagalan dalam 5th maka Likelihood = 43800 / untuk mengontrol aliran feedwater yang menuju HPMTTF. Heater System. Feedwater Control Valve System dilengkapi juga dengan sistem by pass yang 3.3. Penilaian Resiko fungsinya apabila Feedwater Control Valve saluran Dalam melakukan penilaian resiko, langkah utama gagal operasi maka akan secara otomatis, awal yang diambil adalah mendefinisikan kriteria sistem by pass akan berfungsi. Selain sub–system likelihood dan consequences. Kriteria likelihood diatas yang melengkapi Feedwater System, yang digunakan adalah frekuensi, dimana dalam dilengkapi juga dengan HP-Heater System yang perhitungannya secara kuantitatif menggunakan analisa keandalan. Kriteria consequences yang berfungsi sebagai pemanas feedwater yang akan digunakan adalah pengaruh atau akibat kegagalan disuplai ke boiler. Masing–masing HP-Heater komponen Feedwater System terhadap operasional dilengkapi dengan By pass Control Valve. Apabila power plant. Nilai resiko diperoleh sebagai HP-Heater ini mengalami kegagalan akan sangat kombinasi dari likehood and consequences. berpengaruh pada konsumsi bahan bakar. Feedwater mengalir dari HP-Heater No.05, lalu ke HP-Heater No.06, ke HP-Heater No.07 dan masuk ke boiler economizer. 2200 - 05
2600 - 05
2100 - 05
2101
2500
2201
Minimum Flow
BFP 2A
2210 2A 2200 2A
3200 2A 0 222 2A
2102
2510
2202
50 %
3100 2B
3100 2A
2100 2C
2100 2B
2100 2A
Balancing Drum Leak Off
2400 2A
3100 2C
2310 2C
2310 2B
2310 2A
Gambar 3.1 Diagram Sistem Perpipaan Feedwater System PLTU Unit II 400 MW T/G Paiton
2400 2C Balancing Drum Leak Off Line
50 %
2110 2A
2210 2B
Minimum Flow 2B
22 20
BFP 2B
2200 2B
Balancing Drum Leak Off
3200 2B
2400 2B
50 %
2110 2B
2100 - 07
2300 2C
2300 2A
2300 2B
2210 2C
Minimum Flow
BFP 2C
Minimum Flow
2200 2C
Balancing Drum Leak Off
2110 2C
3200 2C C 02 222
HP Heater No.05
Balancing Drum Leak Off
HP Heater No.06
2100 - 06
HP Heater No.07
2600 - 06
2600 - 07
2200 06
2200 - 07
To Boiler Economizer
b.
c.
d.
5.
3.4. Analisa Penggunaan HAZOP dalam penelitian ini bertujuan untuk meninjau suatu proses pada suatu sistem secara sistematis dan menentukan apakah proses penyimpangan dapat mendorong kearah kejadian atau kecelakaan yang tidak diinginkan. Salah satu komponen yang teridentifikasi memiliki level resiko Extreme Risk adalah pipa suction BFP. Komponen ini diidentifikasi dengan deviation less pressure, peluang kegagalan (likelihood) almost certain dan consequences level adalah major, dimana menyebabkan sistem tidak mampu beroperasi. Data kegagalan pada komponen pipa suction BFP menunjukkan distribusi weibull2 dengan parameter distribusi adalah β=0,93 dan η=2002,2. Selanjutnya parameter tersebut digunakan untuk mendapatkan nilai MTTF (mean time to failure), dimana diperoleh MTTF=2071hours. Sehingga besarnya Likelihood atau peluang terjadinya kegagalan tersebut dalam 5 tahun adalah 21,15 kali. 4.
KESIMPULAN & SARAN a. Identifikasi yang dilakukan pada feedwater system dengan menggunakan metode hazop menunjukkan adanya (jumlah) peluang terjadinya resiko. Penerapan hazop ini memberikan kelebihan bahwa proses identifikasi bahaya dan resiko dilakukan dengan sangat detil setiap itemnya, dengan
penggunaan node dan parameter diperoleh evaluasi bahaya dan resiko cukup signifikan. Hazop pada feedwater system menunjukkan data bahwa tingkat resiko tertinggi terdapat pada komponen pipa suction BFP, dengan level resiko extreme risk. Selain itu diperoleh level resiko high risk pada komponen pompa, pipa discharge dan discharge valve. Rekomendasi yang diberikan peneliti untuk komponen yang memiliki tingkat resiko extreme dan high risk, adalah dengan melakukan periodic maintenance. Peneliti memberikan saran untuk riset selanjutnya agar melakukan HazOp pada sistem-sistem lainnya yang terintegrasi pada feedwater system ini, dengan tujuan untuk mengetahui adanya pengaruh kegagalan antar sistem. Selain itu juga melakukan penjadwalan ulang pada kegiatan maintenance
DAFTAR PUSTAKA • Banerjee, Sanjoy. (2003) Industrial Hazards and Plant Safety. Taylor & Francis, London. • Center Chemical Process Safety, (1992). Hazard Evaluation Technique. 2nd Edition. American Institute of Chemical Engineer, New York. • Ebeling, Charles. E. (1997). Reliability & Maintainability Engineering. McGrawHill International edition. • Goethsch, D L (2002). Occupational Safety And Health for Technologists, Engineeringand Manager, Fouth Eddition,Prentice-Hall,Inc.,New Jersey • Hammer, W., Price, D., (2001). Occupational Safety Management And Engineering,Fifth Eddition,PrenticeHall,Inc.,New Jersey • Iviana Juniani, Anda (2003). Identifikasi Resiko Dan Penerapan Risk Management Pada Sistem Bahan Bakar Solar UP. Paiton, PT. PJB. Tugas Akhir, Teknik Industri, ITS, Surabaya • Standards Australia 1999, Guidelines for managing risk in the Australian and New Zealand public sector, Risk Management AZ/NZS 4360 : 2004 Standards Australia, Homebush, NSW • Woodhouse, John. (1993). Managing Industrial Risk. Chapman & Hall, London
6.
LAMPIRAN HAZOP WORKSHEET Company : UP. Paiton, PT.Pembangkitan Jawa-Bali Facility : Boiler Feed Pump (Feedwater System) Node : Boiler Feed Pump Intention : Mengalirkan feedwater dari storage tank ke pompa
